Waterstof is het eenvoudigste element van het heelal, met een atoom dat uit slechts één proton en één elektron bestaat. Het is ook het meest voorkomende element in de natuur, dat meer dan 90 procent van het waarneembare heelal uitmaakt. In feite maakt atomair waterstof meer dan 30 procent uit van de massa van de zon.
De ontdekking van waterstofgas kwam voort uit twijfels die waren gerezen door de waarnemingen van wetenschappers en filosofen. Zij geloofden niet dat water en zuurstof basiselementen waren. Waterstof werd voor het eerst geïdentificeerd door de Britse wetenschapper Henry Cavendish, die in 1766 voor de Royal Society of London bewees dat er twee verschillende soorten lucht waren: “Vaste lucht, kooldioxide, en brandbare lucht, waterstof.
De heer Cavendish toonde ook aan dat waterstof veel lichter was dan lucht – en hij was de eerste die water produceerde uit waterstof en zuurstof met behulp van een elektrische vonk. De Franse scheikundige Antoine Laurent Lavoisier herhaalde de experimenten van Cavendish.
Na verschillende pogingen slaagde ook hij erin waterstof en zuurstof te combineren en water te produceren. De experimenten van Lavoisier in 1785 – uitgevoerd in het bijzijn van talrijke wetenschappers – werden als definitief beschouwd. De Fransman was ook de eerste wetenschapper die namen gaf aan waterstof en zuurstof.
Tijdens de 19e eeuw werden de eigenschappen en mogelijke toepassingen van waterstof besproken door geestelijken, wetenschappers en schrijvers van science fiction. In Jules Verne’s roman “The Mysterious Island” uit 1874 vertelt een ingenieur zijn collega’s het volgende:
Praktische belangstelling voor waterstof als brandstof groeide in Europa na de Eerste Wereldoorlog – deels ingegeven door de toegenomen belangstelling voor zelfvoorziening op energiegebied. De Schotse wetenschapper J.B.S. Haldane pleitte voor de winning van waterstof uit windenergie door het splitsen van water.
De Tweede Wereldoorlog stuwde de zoektocht naar waterstofbrandstof nog verder op. De Duitse ingenieur Rudolf Erren bouwde vrachtwagens, bussen, onderzeeërs en verbrandingsmotoren om op waterstof.
Hoge vraag naar brandstof en risico’s van onderbreking van de bevoorrading brachten de Australische regering ertoe industriële waterstof te overwegen – totdat de geallieerde overwinning goedkope olie en benzine weer beschikbaar maakte.
Het Amerikaanse leger onderzocht ook het gebruik van waterstof voor zijn luchtmacht, leger en marine tijdens de oorlog. Die inspanningen leidden uiteindelijk tot het gebruik van vloeibare waterstof in het Amerikaanse ruimteprogramma.
De jaren 1950 zagen ontwikkelingsgebruik voor waterstof in de ruimte – een brandstofcel die waterstof en zuurstof combineerde om elektriciteit en water te produceren. In de jaren 1960 stelden verschillende wetenschappers het gebruik van zonne-energie voor om water te splitsen in waterstof en zuurstof – die later weer zouden worden gecombineerd in brandstofcellen.
In 1970 werd de term “waterstofeconomie” voor het eerst gebruikt door General Motors (GM). Ingenieurs bij die autofabrikant voorzagen waterstof als “de brandstof voor alle soorten van vervoer.” De brandstofcrisis van 1973 gaf ook een impuls aan de wetenschappelijke belangstelling voor waterstof. De schok suggereerde dat het tijdperk van goedkope petroleum voorbij was – en dat alternatieven nodig waren.
Veel onderzoekers pleitten voor de productie van waterstof via elektrolyse uit kernreactoren. Regeringen in de Verenigde Staten, Europa en Japan begonnen waterstofonderzoek te financieren – zij het in veel kleinere bedragen dan die welke aan syngas en kernenergie werden besteed. Tegen het begin van de jaren 1980 dachten velen dat de waterstofeconomie “op weg” was.
In de tussenliggende twee decennia daalden de olieprijzen weer tot historische dieptepunten. Het getij van goedkope olie deed de belangstelling voor waterstof – en de steun voor onderzoek – afnemen. Maar parallelle ontwikkelingen hebben het idee van een wereld na fossiele brandstoffen levend gehouden. Doorbraken in brandstofceltechnologie, discussie over de toekomst van olie en bezorgdheid over het milieu hielden de verkenningen drijvende.
Ongetwijfeld vormen deze ontwikkelingen een nog grotere stimulans voor verandering dan de olieschok van de jaren zeventig. In feite, heeft het idee van een waterstofeconomie zich verspreid van ingenieurs naar leidinggevenden.
De firma die 30 jaar eerder de uitdrukking had bedacht – General Motors – is één voorbeeld. “Onze langetermijnvisie,” kondigde Executive Director Robert Purcell aan op de jaarlijkse bijeenkomst van de National Petrochemical & Refiners Association in mei 2000, “is van een waterstofeconomie.”